JP2008025453A - Injector drive device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an injector drive device capable of inhibiting fluctuation of valve open response time of an injector of an internal combustion engine of a low cost structure. <P>SOLUTION: A wave form generator 11 synchronizes with injection valve signal for making an injector INJ inject, and creates reference current signal which makes injector current wave form when low voltage is applied to the injector INJ roughly equivalent to current rise tendency. A current detection resistance R3 and an operational amplifier 15 detect current flowing to the injector INJ as detected current signal. A comparator 12 compares reference current signal and detected current signal and controls electricity supply to the injector INJ. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、インジェクタ駆動装置に関し、詳細には、バッテリから直接、電力が供給される内燃機関のインジェクタを駆動するインジェクタ駆動装置に関する。  The present invention relates to an injector drive device, and more particularly to an injector drive device that drives an injector of an internal combustion engine to which power is directly supplied from a battery.

内燃機関、例えば、自動車などの車両に搭載される内燃機関の燃料噴射装置として、電磁式燃料噴射装置(以下、「インジェクタ」と称する。)が知られている。かかるインジェクタは、燃料噴射孔を有するノズルと、ノズル内に往復動自在に挿入されて先端側にバルブ(弁体)が形成されたプランジャと、プランジャに閉弁方向の弾性力を与えるリターンスプリングと、バッテリから電力の供給を受けてプランジャに開弁方向の電磁力を与えるコイルを備えており、コイルに通電することにより、プランジャが吸引されてバルブが燃料噴射孔の弁座から離れ、燃料が燃料噴射孔から噴射されるようになっている。一方コイルへの通電が中止されると、コイルによる磁気吸引力が減衰し、リターンスプリングの弾性力によってバルブが閉じるように構成されている。   2. Description of the Related Art As a fuel injection device for an internal combustion engine, for example, an internal combustion engine mounted on a vehicle such as an automobile, an electromagnetic fuel injection device (hereinafter referred to as “injector”) is known. Such an injector includes a nozzle having a fuel injection hole, a plunger that is reciprocally inserted into the nozzle and has a valve (valve element) formed on the tip side thereof, and a return spring that gives the plunger an elastic force in the valve closing direction. And a coil that receives electromagnetic power from the battery and applies electromagnetic force in the valve opening direction to the plunger. When the coil is energized, the plunger is sucked, the valve is separated from the valve seat of the fuel injection hole, and the fuel is The fuel is injected from the fuel injection hole. On the other hand, when energization to the coil is stopped, the magnetic attractive force by the coil is attenuated, and the valve is closed by the elastic force of the return spring.

また、近年、燃焼効率の向上を図るため、ガソリンエンジンのシリンダにインジェクタ(燃料噴射装置)を配設し、シリンダ内に燃料を直接噴射することが試みられている。このシリンダ内への燃料の直接噴射によれば、インジェクタから供給されるガソリン燃料は全てシリンダ内に供給されるため、より理論値に近い燃焼を実現することが可能となり、 燃費の向上、排気ガス中のNOx、HC等の低減を実現することができる。   In recent years, in order to improve combustion efficiency, an attempt has been made to directly inject fuel into a cylinder by arranging an injector (fuel injection device) in a cylinder of a gasoline engine. According to this direct injection of fuel into the cylinder, all gasoline fuel supplied from the injector is supplied into the cylinder, so that it is possible to achieve combustion closer to the theoretical value, improving fuel consumption, and exhaust gas. Reduction of NOx, HC, etc. can be realized.

しかし、直接噴射の場合、ガソリン燃料が噴射される空間はシリンダブロック、ピストンおよびシリンダヘッドによって構成される空間であり、圧縮行程中での噴射を考えるとインテークマニホルド内に噴射される場合と比較して、非常に高い圧力下で噴射を行わなければならない。また、燃料噴射後において燃料が充分拡散される空間的、時間的余裕がない。従って、このような条件下において、従来と同等の燃焼条件を得るためには、インジェクタに供給されるガソリン燃料の燃圧を高くして、シリンダ内に噴射された瞬間から燃料を充分に拡散させる必要がある。そのためには、高い燃圧に抗してインジェクタを高速駆動させるとともに、燃料噴射時間を正確にコントロールする必要があり、その駆動回路としても、インジェクタ(詳しくはインジェクタソレノイド)に短時間に高電圧を印加して、インジェクタのニードルバルブを高速で開閉動作させる必要がある。   However, in the case of direct injection, the space in which gasoline fuel is injected is a space composed of a cylinder block, a piston, and a cylinder head. Considering injection during the compression stroke, it is compared with the case where it is injected into the intake manifold. Therefore, the injection must be performed under a very high pressure. Further, there is no space and time allowance for sufficient diffusion of fuel after fuel injection. Therefore, under these conditions, in order to obtain the same combustion conditions as before, it is necessary to increase the fuel pressure of the gasoline fuel supplied to the injector and sufficiently diffuse the fuel from the moment when it is injected into the cylinder. There is. For this purpose, it is necessary to drive the injector at high speed against high fuel pressure and to accurately control the fuel injection time. The drive circuit also applies a high voltage to the injector (specifically, the injector solenoid) in a short time. Thus, it is necessary to open and close the needle valve of the injector at a high speed.

例えば、特許文献1では、筒内直噴エンジンのインジェクタ駆動回路において、インジェクタに高燃圧が印加され、インジェクタのコイルに要求される電磁吸引力が大きいため、一般に、バッテリ電圧(+B)駆動ではなく、バッテリ電圧(+B)を昇圧装置で50〜200V程度に昇圧した電圧を印加してインジェクタを作動させ、その後、保持電流に切り替える技術が開示されている。   For example, in Patent Document 1, in an injector drive circuit of an in-cylinder direct injection engine, a high fuel pressure is applied to the injector and a large electromagnetic attraction force is required for the coil of the injector. A technique is disclosed in which a voltage obtained by boosting a battery voltage (+ B) to about 50 to 200 V by a booster is applied to operate an injector, and then the battery voltage (+ B) is switched to a holding current.

しかしながら、上記特許文献1の技術では、インジェクタの開弁応答時間(T0)が短いこと、バッテリ電圧(+B)の変動の影響を受けないこと等の利点があるが、バッテリ電圧を昇圧するための昇圧装置が必要であり、また、高電圧を使用するためノイズ対策が必要となり、装置が高コストとなるという問題がある。   However, the technique disclosed in Patent Document 1 has advantages such as a short valve opening response time (T0) of the injector and that it is not affected by fluctuations in the battery voltage (+ B). There is a problem that a booster is required and noise countermeasures are required because a high voltage is used, resulting in a high cost of the device.

上記問題を解決するために、特許文献2では、バッテリ電圧(+B)でインジェクタを駆動し、バッテリ電圧(+B)に応じて定電流制御へ切り替える閾値を変更し、この閾値をバッテリ電圧(+B)が低いほど小さく設定することで、バッテリ電圧が低電圧時の電流過剰を防止する技術が開示されている。   In order to solve the above problem, in Patent Document 2, the injector is driven by the battery voltage (+ B), the threshold value for switching to the constant current control is changed according to the battery voltage (+ B), and this threshold value is changed to the battery voltage (+ B). A technology for preventing excessive current when the battery voltage is low is disclosed by setting the value smaller as the battery voltage is lower.

しかしながら、引用文献2のように、昇圧装置を使用せずにバッテリ電圧(+B)でインジェクタ駆動電流を制御した場合、インジェクタに印加される印加電圧が低電圧となり、バッテリ電圧の変化および各気筒間の固有のバラツキによるインジェクタの開弁応答時間T0の変動時間を抑制(一定)にすることが困難であるという問題がある。   However, when the injector drive current is controlled by the battery voltage (+ B) without using the booster as in the cited document 2, the applied voltage applied to the injector becomes a low voltage, and the change in the battery voltage and between each cylinder There is a problem that it is difficult to suppress (fix) the fluctuation time of the valve opening response time T0 of the injector due to the inherent variation.

図10〜図12を参照して、インジェクタの開弁応答時間T0の変動について説明する。図10は、インジェクタに印加される印加電圧と、インジェクタの開弁応答時間T0を説明するための図である。同図において、横軸はインジェクタINJの印加電圧、縦軸はインジェクタINJの開弁応答時間T0を示しており、また、Aはバッテリ電圧(+B)で駆動した場合、Bは昇圧装置を使用して駆動した場合を示している。   With reference to FIGS. 10-12, the fluctuation | variation of the valve opening response time T0 of an injector is demonstrated. FIG. 10 is a diagram for explaining the applied voltage applied to the injector and the valve opening response time T0 of the injector. In the figure, the horizontal axis indicates the applied voltage of the injector INJ, the vertical axis indicates the valve opening response time T0 of the injector INJ, and when A is driven by the battery voltage (+ B), B uses the booster. It shows the case of driving.

昇圧装置を使用して駆動した場合は、上述したように、印加電圧が変動してもインジェクタINJの開弁応答時間T0の変動幅ΔT0は小さく、特に問題とならない。これに対して、バッテリ電圧(+B)のみで駆動した場合は、インジェクタINJの印加電圧が変動すると、インジェクタINJの開弁応答時間T0の変動幅ΔT0が大きくなってしまう。インジェクタINJに印加される印加電圧は、バッテリ電圧(+B)の変動と、雰囲気温度や経時変化等に起因するコイル抵抗(ハーネスの抵抗も含む)の変動とにより変化する。   When driven by using a booster, as described above, even if the applied voltage fluctuates, the fluctuation range ΔT0 of the valve opening response time T0 of the injector INJ is small, and there is no particular problem. On the other hand, in the case of driving only with the battery voltage (+ B), when the applied voltage of the injector INJ varies, the fluctuation range ΔT0 of the valve opening response time T0 of the injector INJ increases. The applied voltage applied to the injector INJ varies depending on the variation of the battery voltage (+ B) and the variation of the coil resistance (including the resistance of the harness) due to the ambient temperature, change with time, and the like.

図11は、インジェクタを定電圧制御した場合のインジェクタの開弁応答時間T0を説明するための図、図12は、インジェクタを定電流制御した場合のインジェクタの開弁応答時間T0を説明するための図である。図11および図12に示すように、印加電圧が高電圧時と低電圧時とでは、インジェクタINJに流れる電流の電流上昇傾向が異なっている。インジェクタINJの開弁応答時間T0は、かかるインジェクタINJに流れる電流上昇傾向により大きく変化している。このように、昇圧回路を使用しない従来の定電圧制御方式および定電流制御方式では、開弁応答時間T0の変動を抑制することができないという問題がある。   FIG. 11 is a diagram for explaining the valve opening response time T0 when the injector is controlled at a constant voltage, and FIG. 12 is a diagram for explaining the valve opening response time T0 when the injector is controlled at a constant current. FIG. As shown in FIGS. 11 and 12, the current rising tendency of the current flowing through the injector INJ is different between when the applied voltage is high and when it is low. The valve opening response time T0 of the injector INJ changes greatly due to the rising tendency of the current flowing through the injector INJ. Thus, the conventional constant voltage control method and constant current control method that do not use a booster circuit have a problem that fluctuations in the valve opening response time T0 cannot be suppressed.

特開11−351039号公報JP 11-351039 A 特開2001−41085号公報JP 2001-41085 A

本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、低コストな構成で内燃機関のインジェクタの開弁応答時間の変動を抑制することが可能なインジェクタ駆動装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide an injector driving device capable of suppressing fluctuations in the valve opening response time of an injector of an internal combustion engine with a low-cost configuration.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、バッテリから直接、電力が供給されるインジェクタを駆動する内燃機関のインジェクタ駆動装置において、前記インジェクタを噴射させるための噴射弁信号に同期し、かつ、前記インジェクタに低電圧が印加される場合のインジェクタ電流波形と電流上昇傾向が略等価となる基準電流信号を生成する基準電流信号生成手段と、前記インジェクタに流れる電流を検出電流信号として検出する電流検出手段と、前記基準電流信号と前記検出電流信号とを比較して、前記インジェクタの通電を制御する通電制御手段と、を備えたことを特徴とする。   In order to solve the above-described problems and achieve the object, the present invention provides an injection valve signal for injecting an injector in an injector driving apparatus for an internal combustion engine that drives an injector to which electric power is supplied directly from a battery. Reference current signal generating means for generating a reference current signal that is synchronized with the injector current waveform when the low voltage is applied to the injector and the current rising tendency is substantially equivalent, and a current that flows through the injector is detected current signal Current detection means for detecting the current and the reference current signal are compared with the detected current signal, and current supply control means for controlling current supply to the injector is provided.

また、本発明の好ましい態様によれば、前記基準電流信号は、前記直噴弁信号の立ち上がりから増加傾向を有し、前記直噴弁信号の立ち下がりで立ち下がる波形形状を有することが望ましい。   Further, according to a preferred aspect of the present invention, it is desirable that the reference current signal has a waveform shape that has an increasing tendency from the rise of the direct injection valve signal and falls at the fall of the direct injection valve signal.

また、本発明の好ましい態様によれば、前記基準電流信号は、第1電流値を超えると当該第1電流値よりも低く設定された第2電流値にステップ状に変化することが望ましい。   According to a preferred aspect of the present invention, it is desirable that the reference current signal changes stepwise to a second current value set lower than the first current value when the first current value is exceeded.

また、本発明の好ましい態様によれば、前記基準電流信号は、前記バッテリ電圧が低電圧でかつ所定の運転条件下で前記インジェクタを通電した際のインジェクタ電流波形と略等価であることが望ましい。   Further, according to a preferred aspect of the present invention, it is desirable that the reference current signal is substantially equivalent to an injector current waveform when the battery voltage is low and the injector is energized under predetermined operating conditions.

また、本発明の好ましい態様によれば、前記基準電流信号は、前記インジェクタ電流波形を三角波で近似した波形とすることが望ましい。   According to a preferred aspect of the present invention, it is desirable that the reference current signal has a waveform that approximates the injector current waveform with a triangular wave.

また、本発明の好ましい態様によれば、各気筒のインジェクタに対して、前記基準電流信号生成手段を共通とすることが望ましい。   According to a preferred aspect of the present invention, it is desirable that the reference current signal generating means is common to the injectors of the respective cylinders.

また、本発明の好ましい態様によれば、前記通電制御手段は、前記バッテリ電圧が閾値以下の場合には、定電圧で前記インジェクタの通電を制御することが望ましい。   According to a preferred aspect of the present invention, it is desirable that the energization control means controls energization of the injector with a constant voltage when the battery voltage is equal to or lower than a threshold value.

本発明によれば、バッテリから直接、電力が供給されるインジェクタを駆動する内燃機関のインジェクタ駆動装置において、基準電流信号生成手段は、前記インジェクタを噴射させるための噴射弁信号に同期し、かつ、前記インジェクタに低電圧が印加される場合のインジェクタ電流波形と電流上昇傾向が略等価となる基準電流信号を生成し、電流検出手段は、前記インジェクタに流れる電流を検出電流信号として検出し、通電制御手段は、前記基準電流信号と前記検出電流信号とを比較して、前記インジェクタの通電を制御することとしたので、インジェクタの印加電圧が変動してもインジェクタの開弁応答時間を略一定に制御でき、昇圧回路を使用しない低コストな構成でインジェクタの開弁応答時間の変動を抑制することが可能な内燃機関のインジェクタ駆動装置を提供することができる。   According to the present invention, in an injector driving device for an internal combustion engine that drives an injector to which power is directly supplied from a battery, the reference current signal generating means is synchronized with an injection valve signal for injecting the injector, and A reference current signal is generated in which the current rising tendency is substantially equivalent to the injector current waveform when a low voltage is applied to the injector, and the current detection means detects the current flowing through the injector as a detection current signal, and controls energization Since the means compares the reference current signal with the detected current signal and controls energization of the injector, the valve opening response time of the injector is controlled to be substantially constant even when the applied voltage of the injector fluctuates. An internal combustion engine that can suppress fluctuations in the valve opening response time of the injector with a low-cost configuration that does not use a booster circuit It is possible to provide an injector driving apparatus Seki.

以下に添付図面を参照して、この発明にかかるインジェクタ駆動装置の最良な実施の形態を詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施の形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるものまたは実質的に同一のものが含まれる。   Exemplary embodiments of an injector driving device according to the present invention will be explained below in detail with reference to the accompanying drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments. In addition, constituent elements in the following embodiments include those that can be easily assumed by those skilled in the art or that are substantially the same.

(実施の形態1)
図1は、内燃機関(エンジン)のインジェクタINJのコイルL1を駆動(励磁)するインジェクタ駆動装置を示している。同図では、インジェクタINJをコイルL1と抵抗R1の等価回路で示している。なお、同図においては、エンジンの気筒毎に設けられるインジェクタのコイルのうち1つの気筒に対応した1個のインジェクタのコイルL1を例に、これを駆動するための駆動装置について示している。
(Embodiment 1)
FIG. 1 shows an injector driving device that drives (excites) a coil L1 of an injector INJ of an internal combustion engine (engine). In the figure, the injector INJ is shown as an equivalent circuit of a coil L1 and a resistor R1. In the figure, a drive device for driving one injector coil L1 corresponding to one cylinder among the coils of the injector provided for each cylinder of the engine is shown as an example.

同図において、インジェクタ駆動装置1は、ECU2から入力されるインジェクタ信号に応じて、コイルL1の通電を制御する。ECU(エンジンコントローラユニット)2は、スロットル開度など、エンジンの運転状態に応じて決定されるINJ信号(噴射弁信号)をインジェクタ駆動装置1に出力する。バッテリBは、インジェクタINJに直列接続され、バッテリ電圧(+B)をインジェクタINJに供給する。インジェクタINJは、バッテリBからバッテリ電圧(+B)が供給されるとともに、インジェクタ駆動装置1により、コイルL1の導通が制御される。   In the figure, an injector driving device 1 controls energization of a coil L1 in accordance with an injector signal input from an ECU 2. The ECU (engine controller unit) 2 outputs an INJ signal (injection valve signal) determined according to the engine operating state, such as the throttle opening, to the injector driving device 1. The battery B is connected in series to the injector INJ, and supplies the battery voltage (+ B) to the injector INJ. The injector INJ is supplied with the battery voltage (+ B) from the battery B, and the injector driving device 1 controls the conduction of the coil L1.

インジェクタ駆動装置1は、波形発生器11、比較器12、AND回路13、保護抵抗R2、パワートランジスタ14、電流検出抵抗R3、オペアンプ(差動増幅器)15を備えている。上記構成において、波形発生器11は基準電流信号生成手段、比較器12、AND回路13、およびパワートランジスタ14は通電制御手段、電流検出抵抗R3およびオペアンプ(差動増幅器)15は電流検出手段として機能する。   The injector driving device 1 includes a waveform generator 11, a comparator 12, an AND circuit 13, a protection resistor R 2, a power transistor 14, a current detection resistor R 3, and an operational amplifier (differential amplifier) 15. In the above configuration, the waveform generator 11 functions as reference current signal generation means, the comparator 12, the AND circuit 13, and the power transistor 14 function as energization control means, and the current detection resistor R3 and the operational amplifier (differential amplifier) 15 function as current detection means. To do.

波形発生器11は、ECU2から入力されるINJ信号に同期し、かつインジェクタINJに低電圧が印加される場合のインジェクタ電流波形と電流上昇傾向が略等価となる基準電流信号を生成して比較器12およびAND回路13に出力する。基準電流信号の詳細は後述する。   The waveform generator 11 generates a reference current signal that is synchronized with the INJ signal input from the ECU 2 and that has a current increase tendency substantially equivalent to the injector current waveform when a low voltage is applied to the injector INJ. 12 and the AND circuit 13. Details of the reference current signal will be described later.

比較器12は、波形発生器11から入力される基準電流信号と、オペアンプ15から入力される検出電流信号とを比較し、検出電流信号≧基準電流信号の場合に「L」、検出電流信号<基準電流信号の場合に「H」となる比較信号をAND回路13に出力する。AND回路13は、ECU2から入力されるINJ信号と比較器12から入力される比較信号とのAND出力を通電制御信号として、保護抵抗R2を介しパワートランジスタ14のゲートに出力する。   The comparator 12 compares the reference current signal input from the waveform generator 11 with the detection current signal input from the operational amplifier 15. When the detection current signal ≧ the reference current signal, the comparator 12 is “L”, and the detection current signal < A comparison signal that is “H” in the case of the reference current signal is output to the AND circuit 13. The AND circuit 13 outputs an AND output of the INJ signal input from the ECU 2 and the comparison signal input from the comparator 12 as an energization control signal to the gate of the power transistor 14 via the protective resistor R2.

パワートランジスタ14は、そのゲートが保護抵抗R2を介してAND回路13に接続され、その入力側がインジェクタINJのコイルL1の一端に接続され、その出力側が電流検出抵抗R3に接続されている。パワートランジスタ14は、そのゲートに入力される通電制御信号に応じて、インジェクタINJのコイルL1を導通させる。なお、パワートランジスタ14の両端にダイオードを逆並列接続して逆流を防止する構成としてもよい。   The power transistor 14 has a gate connected to the AND circuit 13 via the protective resistor R2, an input side connected to one end of the coil L1 of the injector INJ, and an output side connected to the current detection resistor R3. The power transistor 14 conducts the coil L1 of the injector INJ according to the energization control signal input to the gate. In addition, it is good also as a structure which prevents a backflow by carrying out the antiparallel connection of the diode to the both ends of the power transistor 14. FIG.

電流検出抵抗R3は、インジェクタINJのコイルL1に流れる電流(インジェクタ電流)を検出するための抵抗であり、その一端側がパワートランジスタ14の出力側に接続され、他端側が接地されている。電流検出用抵抗R3の両端間電圧は、インジェクタ電流に対応した電圧値となる。   The current detection resistor R3 is a resistor for detecting a current (injector current) flowing through the coil L1 of the injector INJ. One end side of the current detection resistor R3 is connected to the output side of the power transistor 14, and the other end side is grounded. The voltage between both ends of the current detection resistor R3 has a voltage value corresponding to the injector current.

オペアンプ15は、電流検出抵抗R3に並列接続されており、電流検出抵抗R3の両端間の電圧を差動増幅し検出電流信号として、比較器12に出力する。   The operational amplifier 15 is connected in parallel to the current detection resistor R3, and differentially amplifies the voltage between both ends of the current detection resistor R3 and outputs it to the comparator 12 as a detection current signal.

つぎに、波形発生器11で生成される基準電流信号について詳細に説明する。図2は、インジェクタINJの印加電圧をV1、V2、V3として(但し、V1<V2<V3)、インジェクタINJを通電した際のインジェクタ電流波形およびインジェクタINJの応答性を示している。インジェクタ電流の電流上昇傾向は、インジェクタINJの印加電圧により異なっており、印加電圧が低いほど電流上昇傾向は小さくなっている。インジェクタINJの開弁応答時間T0は、インジェクタ電流の電流上昇傾向に依存しており、印加電圧が低いほど、インジェクタINJの開弁応答時間T0は大きくなっている。   Next, the reference current signal generated by the waveform generator 11 will be described in detail. FIG. 2 shows the injector current waveform and the response of the injector INJ when the voltage applied to the injector INJ is V1, V2, and V3 (where V1 <V2 <V3), and the injector INJ is energized. The current rising tendency of the injector current differs depending on the voltage applied to the injector INJ, and the current rising tendency is smaller as the applied voltage is lower. The valve opening response time T0 of the injector INJ depends on the current rising tendency of the injector current. The lower the applied voltage, the longer the valve opening response time T0 of the injector INJ.

本実施の形態では、インジェクタINJの開弁応答時間T0が、インジェクタINJの印加電圧の変動(バッテリ電圧の変動やコイル抵抗の変動等)に拘わらず略一定となるように、インジェクタINJの印加電圧が低電圧(例えば、V1)の場合のインジェクタ電流波形と電流上昇傾向が略等価となるような共通の基準電流信号を生成し、この共通の基準電流信号にインジェクタ電流波形が追従するように制御している。このように、本実施の形態では、インジェクタINJの印加電圧が低電圧となる場合、すなわち、インジェクタINJの開弁応答時間T0が長くなる側(開弁応答性が悪い側)を基準として、基準電流信号を生成し、印加電圧が高電圧となる場合でも、開弁応答時間T0が低電圧時と同じになるように制御している。   In the present embodiment, the applied voltage of the injector INJ is such that the valve opening response time T0 of the injector INJ is substantially constant regardless of fluctuations in the applied voltage of the injector INJ (battery voltage fluctuation, coil resistance fluctuation, etc.). A common reference current signal is generated so that the current rising tendency is substantially equivalent to the injector current waveform when V is low voltage (for example, V1), and control is performed so that the injector current waveform follows this common reference current signal. is doing. As described above, in the present embodiment, when the applied voltage of the injector INJ is a low voltage, that is, the side where the valve opening response time T0 of the injector INJ is long (the side where the valve opening response is bad) is used as a reference. Even when a current signal is generated and the applied voltage becomes a high voltage, the valve opening response time T0 is controlled to be the same as when the voltage is low.

上記図1の構成のインジェクタ駆動回路1の動作および効果を図3〜図5を参照して説明する。図3は、本発明の駆動方式を説明するための図であり、インジェクタの印加電圧が低電圧時と高電圧時の場合のインジェクタINJの応答性を示している。同図において、(a)はINJ信号、(b)は印加電圧が高電圧時のインジェクタINJの動作、(c)は印加電圧が高電圧時の基準電流信号、(d)は印加電圧が高電圧時のインジェクタ電流波形、(e)は印加電圧が低電圧時のインジェクタINJの動作、(f)は印加電圧が低電圧時の基準電流信号、(g)は印加電圧が低電圧時のインジェクタ電流波形を示している。図4は、インジェクタ電流の基準電流信号に対する追従性を説明するための図である。同図において、横軸は時間t、縦軸は電圧を示している。   The operation and effect of the injector drive circuit 1 configured as shown in FIG. 1 will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is a diagram for explaining the drive system of the present invention, and shows the response of the injector INJ when the applied voltage of the injector is low and high. In this figure, (a) is the INJ signal, (b) is the operation of the injector INJ when the applied voltage is high, (c) is the reference current signal when the applied voltage is high, and (d) is the high applied voltage. (E) is the operation of the injector INJ when the applied voltage is low, (f) is the reference current signal when the applied voltage is low, and (g) is the injector when the applied voltage is low The current waveform is shown. FIG. 4 is a diagram for explaining the followability of the injector current to the reference current signal. In the figure, the horizontal axis indicates time t and the vertical axis indicates voltage.

上記図1のインジェクタ駆動装置において、波形発生器11では、ECU2から入力されるINJ信号(図3(a)参照)に同期した基準電流信号が生成され、比較器12およびAND回路13に出力される。ここで、基準電流信号は、インジェクタINJの印加電圧が低電圧の場合のインジェクタ電流波形と電流上昇傾向が略等価となるような波形を有しており、INJ信号の立ち上がり(通電開始時)から増加傾向を示し、INJ信号の立ち下がり(通電終了時)で立ち下がる(0Aに戻る)波形となっている(図3(c)、(f)参照)。   1, the waveform generator 11 generates a reference current signal that is synchronized with the INJ signal (see FIG. 3A) input from the ECU 2 and outputs the reference current signal to the comparator 12 and the AND circuit 13. The Here, the reference current signal has a waveform in which the current rising tendency is substantially equivalent to the injector current waveform when the applied voltage of the injector INJ is low, and from the rise of the INJ signal (at the start of energization). It shows an increasing tendency, and has a waveform that falls (returns to 0A) at the fall of the INJ signal (at the end of energization) (see FIGS. 3C and 3F).

比較器12では、波形発生器11から基準電流信号が入力され、また、オペアンプ15からインジェクタINJのコイルL1に流れる電流に応じた検出電流信号がフィードバックされる。比較器12では、基準電流信号と検出電流信号とが比較され、検出電流信号≧基準電流信号の場合に「L」、検出電流信号<基準電流信号の場合に「H」となる比較信号がAND回路13に出力される。AND回路13では、ECU2から入力されるINJ信号と比較器12から入力される比較信号とのAND出力を、通電制御信号として、保護抵抗R2を介しパワートランジスタ14のゲートに出力される。ここで、通電制御信号を、比較信号とINJ信号とのAND出力としているのは、INJ信号がOFFの間にインジェクタINJのコイルL1に電流が流れるのを防止するためのである。パワートランジスタ14は、保護抵抗R2を介してAND回路13から入力される通電制御信号に応じて、ON/OFFし、インジェクタINJのコイルL1を導通/非導通させる。これにより、インジェクタINJのコイルL1に流れる電流の波形(インジェクタ電流波形)は、基準電流信号の波形に追従するように制御される(図3(c)、(d)、(f)、(g)、図4参照)。   In the comparator 12, a reference current signal is input from the waveform generator 11, and a detection current signal corresponding to the current flowing from the operational amplifier 15 to the coil L1 of the injector INJ is fed back. The comparator 12 compares the reference current signal and the detected current signal, and the comparison signal that is “L” when the detected current signal ≧ reference current signal and “H” when the detected current signal <reference current signal is AND. It is output to the circuit 13. In the AND circuit 13, an AND output of the INJ signal input from the ECU 2 and the comparison signal input from the comparator 12 is output to the gate of the power transistor 14 via the protective resistor R2 as an energization control signal. Here, the reason why the energization control signal is an AND output of the comparison signal and the INJ signal is to prevent a current from flowing through the coil L1 of the injector INJ while the INJ signal is OFF. The power transistor 14 is turned ON / OFF according to the energization control signal input from the AND circuit 13 via the protective resistor R2, and the coil L1 of the injector INJ is turned on / off. Thus, the waveform of the current flowing through the coil L1 of the injector INJ (injector current waveform) is controlled so as to follow the waveform of the reference current signal (FIGS. 3C, 3D, 3F, and 3G). ), See FIG.

このように、インジェクタ電流が、印加電圧の高電圧時でも低電圧時と同様な電流上昇傾向となり(図3(d)、(g)参照)、インジェクタINJの吸引力を一定にすることで、インジェクタ応答時間T0を一定にでき(図3(b)、(e)参照)、印加電圧の変動(バッテリ電圧の変動やコイル抵抗の変動等)によるインジェクタ応答時間T0の変動を防止することが可能となる。   Thus, even when the applied voltage is high, even when the applied voltage is high, the current tends to increase (see FIGS. 3D and 3G). By making the suction force of the injector INJ constant, The injector response time T0 can be made constant (see FIGS. 3B and 3E), and fluctuations in the injector response time T0 due to applied voltage fluctuations (battery voltage fluctuations, coil resistance fluctuations, etc.) can be prevented. It becomes.

図5は、本発明による駆動方式と従来の定電圧制御方式とのインジェクタINJの開弁応答時間T0の測定結果を示している。同図において、横軸はインジェクタINJの印加電圧、縦軸はインジェクタINJの開弁応答時間T0を示している。図5に示すように、本発明による駆動方式では、従来の一定電圧制御方式に比して、印加電圧の変動に対する
インジェクタINJの開弁応答時間T0の変動幅ΔT0がはるかに小さくなっており、本発明による駆動方式は、インジェクタINJの開弁応答時間T0の変動を抑制する場合に有効であることが確認された。
FIG. 5 shows the measurement results of the valve opening response time T0 of the injector INJ between the driving method according to the present invention and the conventional constant voltage control method. In the figure, the horizontal axis represents the voltage applied to the injector INJ, and the vertical axis represents the valve opening response time T0 of the injector INJ. As shown in FIG. 5, in the drive system according to the present invention, the fluctuation range ΔT0 of the valve opening response time T0 of the injector INJ with respect to the fluctuation of the applied voltage is much smaller than that in the conventional constant voltage control system. It has been confirmed that the drive system according to the present invention is effective in suppressing fluctuations in the valve opening response time T0 of the injector INJ.

つぎに、上記基準電流信号の実施例1〜3について説明する。上記基準電流信号は、インジェクタINJの印加電圧が低電圧となる場合のインジェクタ電流波形と電流上昇傾向が略等価となる形状を有するものであるが、さらに、以下の実施例1〜3のような形状とすることにしてもよい。   Next, Examples 1 to 3 of the reference current signal will be described. The reference current signal has a shape in which the current rising tendency is substantially equivalent to the injector current waveform when the applied voltage of the injector INJ becomes a low voltage. You may make it into a shape.

[実施例1]
上記基準電流信号を三角波で近似する構成としてもよい。上記図2で示したように、インジェクタINJを通電した際の各インジェクタ電流波形は、概ね三角波(直線)の形状を有しているため、基準電流信号としてインジェクタ電流波形を三角波で近似した信号を使用することができる。三角波は、RC回路等の簡略な構成で生成できるため、波形発生器11を簡単かつ低コストな構成とすることができ、インジェクタ駆動装置を低コストな構成とすることができる。なお、近似する波形は、三角波に限られるものではなく、例えば、台形波や曲線波で近似することにしてもよく、印加電圧が低電圧となる場合のインジェクタ電流波形と略等価と評価できる近似波形であれば如何なる波形の信号を使用してもよい。
[Example 1]
The reference current signal may be approximated by a triangular wave. As shown in FIG. 2, each injector current waveform when the injector INJ is energized generally has a triangular wave (straight line) shape. Therefore, a signal that approximates the injector current waveform with a triangular wave is used as a reference current signal. Can be used. Since the triangular wave can be generated with a simple configuration such as an RC circuit, the waveform generator 11 can be configured simply and at low cost, and the injector driving device can be configured at low cost. Note that the waveform to be approximated is not limited to a triangular wave, and may be approximated by, for example, a trapezoidal wave or a curved wave, and an approximation that can be evaluated as being approximately equivalent to an injector current waveform when the applied voltage is low. Any waveform signal may be used as long as it has a waveform.

[実施例2]
図6は実施例2に係る基準電流信号を説明するための図である。同図において、(a)はINJ信号、(b)は印加電圧が高電圧時のインジェクタINJの動作、(c)は印加電圧が高電圧時の基準電流信号、(d)は印加電圧が高電圧時のインジェクタ電流波形、(e)は印加電圧が低電圧時のインジェクタINJの動作、(f)は印加電圧が低電圧時の基準電流信号、(g)は印加電圧が低電圧時のインジェクタ電流波形を示しており、また、Tcは閉弁応答時間を示している。
[Example 2]
FIG. 6 is a diagram for explaining the reference current signal according to the second embodiment. In this figure, (a) is the INJ signal, (b) is the operation of the injector INJ when the applied voltage is high, (c) is the reference current signal when the applied voltage is high, and (d) is the high applied voltage. (E) is the operation of the injector INJ when the applied voltage is low, (f) is the reference current signal when the applied voltage is low, and (g) is the injector when the applied voltage is low A current waveform is shown, and Tc shows a valve closing response time.

同図において、基準電流信号を、連続的に増加する電流値がインジェクタINJ作動に必要な一定値(第1電流値)を超えた場合に、当該一定値(第1電流値)より低く設定された保持電流値(第2電流値)にステップ状に変化する形状としてもよい。この場合、上記実施例1と同様に、一定値となるまでは三角波で近似することができる。   In the figure, the reference current signal is set lower than the constant value (first current value) when the continuously increasing current value exceeds a certain value (first current value) required for the injector INJ operation. The holding current value (second current value) may be changed to a step shape. In this case, similar to the first embodiment, it can be approximated by a triangular wave until a constant value is reached.

インジェクタINJ作動後は電流値が過剰となるため、この過剰電流はエネルギー消費悪化やインジェクタINJの閉弁応答時間Tcの悪化を招くため、インジェクタINJ作動後は、開弁保持に最低限必要な保持電流に切り替える。これにより、エネルギー消費悪化やインジェクタINJの閉弁応答時間Tcが長くなるのを防止することができる。   Since the current value becomes excessive after the injector INJ is operated, this excessive current causes energy consumption deterioration and deterioration of the valve closing response time Tc of the injector INJ. Therefore, after the injector INJ is operated, the minimum necessary holding for maintaining the valve opening is maintained. Switch to current. Thereby, it is possible to prevent deterioration of energy consumption and the valve closing response time Tc of the injector INJ from becoming longer.

[実施例3]
基準電流信号は、インジェクタINJを特定の条件(バッテリ電圧(+B)が低電圧で、所定の運転条件)で通電した際のインジェクタ電流波形と略等価な波形としてもよい。このように、基準電流信号の波形を実際の波形と等価にすることで、作動状態を一致させることができる。この場合、特定の条件を、インジェクタINJとエンジンにおいて、インジェクタINJの開弁応答時間T0の変動が問題となる運転条件内(通常のエンジン回転時)でインジェクタ電流が最も電流上昇速度の遅くなる条件とすることができる。
[Example 3]
The reference current signal may be a waveform substantially equivalent to the injector current waveform when the injector INJ is energized under a specific condition (the battery voltage (+ B) is a low voltage and a predetermined operating condition). Thus, the operating state can be matched by making the waveform of the reference current signal equivalent to the actual waveform. In this case, a specific condition is that the injector current has the slowest rate of increase in the injector INJ and the engine within the operating condition (during normal engine rotation) in which fluctuation of the valve opening response time T0 of the injector INJ becomes a problem. It can be.

エンジン回転数や電気負荷の大小によりバッテリ電圧(+B)は変化し、また、インジェクタINJのコイル抵抗やハーネス抵抗も雰囲気温度で変化する。運転条件(エンジン回転数、雰囲気温度等)やバッテリ電圧(+B)をパラメータとして、インジェクタ電流が最も電流上昇速度が遅い条件でインジェクタINJが作動可能となるように、事前にインジェクタINJの電磁吸引力を設定する。この条件で、インジェクタ電流の電流上昇傾向を制御することで、開弁応答時間Tcは、バッテリ電圧(+B)の変動や運転条件によらず、最も遅い条件で一定にすることができる。なお、低温始動のような、噴射時間が長く、かつエンジンが低回転でインジェクタINJの開弁応答時間の変動が問題とならない領域については、このような制御は必要がない。   The battery voltage (+ B) changes depending on the engine speed and the electric load, and the coil resistance and harness resistance of the injector INJ also change depending on the ambient temperature. Using the operating conditions (engine speed, ambient temperature, etc.) and battery voltage (+ B) as parameters, the electromagnetic attraction force of the injector INJ in advance so that the injector INJ can be operated under the condition that the injector current has the slowest rate of current rise. Set. By controlling the current rising tendency of the injector current under this condition, the valve opening response time Tc can be made constant under the slowest condition regardless of the variation of the battery voltage (+ B) and the operating condition. It should be noted that such control is not necessary for regions where the injection time is long and the engine is running at a low speed and fluctuations in the valve opening response time of the injector INJ are not a problem, such as cold start.

以上説明したように、本実施の形態によれば、昇圧回路を使用しないで、バッテリBから直接、電力が供給されるインジェクタINJを駆動する内燃機関のインジェクタ駆動装置において、波形発生器11は、インジェクタINJを噴射させるための噴射弁信号に同期し、かつ、インジェクタINJに低電圧が印加される場合のインジェクタ電流波形と電流上昇傾向が略等価となる基準電流信号を生成し、電流検出抵抗R3およびオペアンプ15は、インジェクタINJに流れる電流を検出電流信号として検出し、比較器12は、基準電流信号と検出電流信号とを比較して、インジェクタINJの通電を制御することとしたので、印加電圧の変動(バッテリ電圧の変動やコイル抵抗の変動等)してもインジェクタ応答時間T0を一定にでき、印加電圧の変動(バッテリ電圧(+B)の変動やコイル抵抗の変動等)によるインジェクタ応答時間T0の変動を防止することが可能となる。これにより、空燃比制御や燃焼安定性の向上およびエミッション低減が可能となる。   As described above, according to the present embodiment, in the injector driving device for an internal combustion engine that drives the injector INJ that is directly supplied with power from the battery B without using the booster circuit, the waveform generator 11 includes: A reference current signal is generated in synchronism with the injection valve signal for injecting the injector INJ and the current increase tendency is substantially equivalent to the injector current waveform when a low voltage is applied to the injector INJ, and the current detection resistor R3 The operational amplifier 15 detects the current flowing through the injector INJ as a detection current signal, and the comparator 12 compares the reference current signal and the detection current signal to control the energization of the injector INJ. The injector response time T0 can be kept constant even when the battery voltage fluctuates (battery voltage fluctuation, coil resistance fluctuation, etc.) It is possible to prevent fluctuations in the injector response time T0 due to variations in applied voltage (battery voltage (+ B) of the variation or fluctuation of the coil resistance, etc.). Thereby, air-fuel ratio control, combustion stability can be improved, and emissions can be reduced.

付言すると、本実施の形態では、バッテリ電圧(+B)の変化量分の補正が不要となるので制御が簡単となり、また、フィードバック制御しているので、マップ補正よりも正確に制御することが可能となる。   In addition, in this embodiment, correction for the amount of change in the battery voltage (+ B) is not necessary, so control is simple, and feedback control is performed, so control can be performed more accurately than map correction. It becomes.

なお、本実施の形態では、内燃機関(エンジン)の1つの気筒に対応した1個のインジェクタのインジェクタ駆動装置について説明したが、各気筒のインジェクタINJにおいて、その開弁応答時間T0が最も遅いインジェクタINJに、他の気筒のインジェクタINJの開弁応答時間T0を合わせることで、すなわち、その開弁応答時間T0が最も遅い気筒のインジェクタINJのインジェクタ電流波形を近似した基準電流信号を、他の気筒のインジェクタ制御装置でも使用することにより、各気筒間でインジェクタINJの開弁応答時間T0を一定にすることができる。   In the present embodiment, the injector driving device for one injector corresponding to one cylinder of the internal combustion engine (engine) has been described. However, in the injector INJ of each cylinder, the injector having the slowest valve opening response time T0. By matching the valve opening response time T0 of the injector INJ of the other cylinder with the INJ, that is, the reference current signal approximating the injector current waveform of the injector INJ of the cylinder having the slowest valve opening response time T0 is obtained. By using this injector control device, the valve opening response time T0 of the injector INJ can be made constant between the cylinders.

また、本実施の形態では、インジェクタINJへの通電電流を一定にすることで、インジェクタINJの吸引力を一定にし、開弁応答時間T0の変化を防止するため、印加燃圧の変化には対応できない。このため、ECU2において、燃圧変化に対してマップ等で噴射開始時期と通電時間を補正することにしてもよい。   Further, in the present embodiment, since the energizing current to the injector INJ is made constant, the suction force of the injector INJ is made constant, and the change in the valve opening response time T0 is prevented, so that it cannot cope with the change in the applied fuel pressure. . For this reason, the ECU 2 may correct the injection start timing and the energization time with a map or the like for the fuel pressure change.

(実施の形態2)
図7は、実施の形態2に係るインジェクタ駆動装置を示す構成図である。図7において、図1と同等機能を有する部位には同一符号を付してある。実施の形態2に係るインジェクタ駆動装置は、各気筒のインジェクタINJのINJ信号幅が同じ場合に、共通の波形発生器11を使用した構成である。同図は4気筒の場合を一例として示している。図7において、各インジェクタINJ1〜4のINJ信号幅が同じで、電流に対する各インジェクタINJ1〜4の吸引力や燃圧が同じである場合は、共通の基準電流信号を使用できるので、気筒(インジェクタINJ)毎に波形発生器を備える必要はなく、1つの波形発生器11で代用することができる。図8−1は、各インジェクタINJ1〜4のINJ信号と基準電流信号のタイミングチャートの一例を示している。例えば、図8−1に示すように、各INJ1〜4のINJ信号の信号幅が同じで、INJ信号が重ならない場合は、1つの波形発生器11で各INJ1〜4用の基準電流信号を生成することができる。
(Embodiment 2)
FIG. 7 is a configuration diagram illustrating an injector driving device according to the second embodiment. In FIG. 7, parts having the same functions as those in FIG. The injector drive device according to Embodiment 2 has a configuration in which a common waveform generator 11 is used when the INJ signal width of the injector INJ of each cylinder is the same. This figure shows the case of four cylinders as an example. In FIG. 7, when the INJ signal widths of the injectors INJ1 to INJ4 are the same and the suction force and fuel pressure of the injectors INJ1 to INJ4 with respect to the current are the same, a common reference current signal can be used. ), It is not necessary to provide a waveform generator every time, and one waveform generator 11 can be used instead. FIG. 8A shows an example of a timing chart of the INJ signals and reference current signals of the injectors INJ1 to INJ4. For example, as shown in FIG. 8A, when the signal widths of the INJ signals of the INJ1 to INJ4 are the same and the INJ signals do not overlap, the reference current signal for each of the INJ1 to 4 is generated by one waveform generator 11. Can be generated.

なお、気筒によりINJ信号が重なると、1個の波形発生器では各気筒に対応した基準電流信号を発生できないため、INJ信号が重ならない範囲で、波形発生器を複数備える必要がある。図8−2は、各インジェクタINJ1〜4のINJ信号と基準電流信号のタイミングチャートの一例を示している。例えば、図8−2に示すようなINJ1〜4のINJ信号の場合には、インジェクタINJ1、3用と、インジェクタINJ2、4用に2つの波形発生器が必要となる。   When the INJ signal overlaps with each cylinder, a single waveform generator cannot generate a reference current signal corresponding to each cylinder. Therefore, it is necessary to provide a plurality of waveform generators as long as the INJ signal does not overlap. FIG. 8-2 shows an example of a timing chart of the INJ signals and reference current signals of the injectors INJ1 to INJ4. For example, in the case of INJ signals INJ1 to INJ4 as shown in FIG. 8-2, two waveform generators are required for the injectors INJ1 and 3 and for the injectors INJ2 and 4.

実施の形態2によれば、各気筒のインジェクタに対して、共通の波形発生器11を使用しているので、インジェクタ駆動装置を低コストな構成とすることができる。   According to the second embodiment, since the common waveform generator 11 is used for the injectors of the respective cylinders, the injector driving device can be configured at a low cost.

(実施の形態3)
図9は、実施の形態3にかかるインジェクタ駆動装置の構成を示す図である。実施の形態3に係るインジェクタ駆動装置では、実施の形態1において、バッテリ電圧(+B)が閾値以下の場合、比較器12における基準電流信号と検出電流信号との比較に基づいた通電制御信号ではなく、一定の電圧値(INJ信号)を通電制御信号としてインジェクタINJを制御する構成である。図9において、図1と同等機能を有する部位には同一符号を付してある。低温始動時のようにバッテリ電圧が大幅に低下した場合は、上記実施例3で設定する最も電流上昇速度が遅い条件を下回るため、定電圧でインジェクタINJの通電を制御する。
(Embodiment 3)
FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration of the injector driving device according to the third embodiment. In the injector driving device according to the third embodiment, in the first embodiment, when the battery voltage (+ B) is equal to or lower than the threshold value, it is not an energization control signal based on the comparison between the reference current signal and the detected current signal in the comparator 12. The injector INJ is controlled using a constant voltage value (INJ signal) as an energization control signal. In FIG. 9, parts having the same functions as those in FIG. When the battery voltage drops significantly as in the low temperature start, the current increase speed set in the third embodiment is less than the slowest condition, so that the energization of the injector INJ is controlled with a constant voltage.

実施の形態3に係るインジェクタ駆動装置は、閾値電圧V0(但し、V0<V1)とバッテリ電圧(+B)とを比較して、バッテリ電圧(+B)≦閾値電圧V0の場合に「H」、バッテリ電圧(+B)>閾値電圧の場合に「L」を出力する比較器21と、比較器21の出力とINJ信号とのAND出力を、保護抵抗R2を介してパワートランジスタ14に出力するAND回路22とを備えている。かかる構成では、バッテリ電圧(+B)≦閾値電圧V0の場合には、比較器12における基準電流信号と検出電流信号との比較に基づいた通電制御信号ではなく、AND回路22から出力されるINJ信号に基づいた通電制御信号でインジェクタINJの通電が制御される。他方、バッテリ電圧(+B)>閾値電圧V0の場合には、比較器12における基準電流信号と検出電流信号との比較に基づいた通電制御信号でインジェクタINJの通電が制御される。ここでは、バッテリ電圧≦閾値電圧V0の場合に、バッテリ電圧(+B)>閾値電圧V0となるまでインジェクタINJを定電圧制御することとしたが、バッテリ電圧(+B)≦閾値電圧V0の場合に、一定時間、定電圧制御を行った後、基準電流信号と検出電流信号との比較に基づいたインジェクタINJの通電制御を行うことにしてもよい。   The injector driving device according to the third embodiment compares the threshold voltage V0 (where V0 <V1) and the battery voltage (+ B), “H” when the battery voltage (+ B) ≦ the threshold voltage V0. A comparator 21 that outputs “L” when voltage (+ B)> threshold voltage, and an AND circuit 22 that outputs an AND output of the output of the comparator 21 and the INJ signal to the power transistor 14 via the protective resistor R2. And. In such a configuration, when battery voltage (+ B) ≦ threshold voltage V0, the INJ signal output from the AND circuit 22 is not the energization control signal based on the comparison between the reference current signal and the detected current signal in the comparator 12. The energization of the injector INJ is controlled by the energization control signal based on the above. On the other hand, when battery voltage (+ B)> threshold voltage V0, energization of injector INJ is controlled by an energization control signal based on the comparison between the reference current signal and the detected current signal in comparator 12. Here, when battery voltage ≦ threshold voltage V0, the injector INJ is controlled at a constant voltage until battery voltage (+ B)> threshold voltage V0, but when battery voltage (+ B) ≦ threshold voltage V0, After performing the constant voltage control for a certain time, the energization control of the injector INJ based on the comparison between the reference current signal and the detected current signal may be performed.

実施の形態3によれば、始動時等のバッテリ電圧(+B)が閾値電圧V0以下の場合には、定電圧でインジェクタの通電を制御することとしたので、安全性を確保することが可能となる。   According to the third embodiment, when the battery voltage (+ B) at the time of starting or the like is equal to or lower than the threshold voltage V0, it is possible to ensure safety because the energization of the injector is controlled with a constant voltage. Become.

本発明に係るインジェクタ駆動装置は、筒内直噴エンジンに好適に使用することができるが、他のタイプのエンジンでも使用することができる。   The injector drive device according to the present invention can be suitably used for an in-cylinder direct injection engine, but can also be used for other types of engines.

本発明に係るインジェクタ駆動装置は、車等の各種内燃機関に使用することができ、特に、車等の筒内直噴エンジンに有用である。   The injector drive device according to the present invention can be used for various internal combustion engines such as cars, and is particularly useful for in-cylinder direct injection engines such as cars.

実施の形態1に係るインジェクタ装置の概略の構成例を示す図である。It is a figure which shows the example of a schematic structure of the injector apparatus which concerns on Embodiment 1. FIG. インジェクタの印加電圧を変更してインジェクタを通電した際のインジェクタ電流波形およびインジェクタの応答性を示す図である。It is a figure which shows the injector current waveform at the time of energizing an injector by changing the applied voltage of an injector, and the responsiveness of an injector. インジェクタの印加電圧が低電圧時と高電圧時の場合のインジェクタINJの応答性を示す図である。It is a figure which shows the responsiveness of the injector INJ when the applied voltage of an injector is a low voltage and a high voltage. インジェクタ電流の基準電流信号に対する追従性を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the followable | trackability with respect to the reference current signal of an injector current. 本発明による駆動方式と従来の一定電圧制御方式とのインジェクタの開弁応答時間の測定結果を示す図である。It is a figure which shows the measurement result of the valve opening response time of the injector of the drive system by this invention, and the conventional constant voltage control system. 実施例2に係る基準電流信号を説明するための図である。10 is a diagram for explaining a reference current signal according to Embodiment 2. FIG. 実施の形態2に係るインジェクタ装置の概略の構成例を示す図である。It is a figure which shows the example of a schematic structure of the injector apparatus which concerns on Embodiment 2. FIG. 各インジェクタのINJ信号と基準電流信号のタイミングチャートの一例を示す図である(その1)。It is a figure which shows an example of the timing chart of the INJ signal of each injector, and a reference current signal (the 1). 各インジェクタのINJ信号と基準電流信号のタイミングチャートの一例を示す図である(その2)。It is a figure which shows an example of the timing chart of INJ signal of each injector, and a reference current signal (the 2). 実施の形態3に係るインジェクタ装置の概略の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the outline of the injector apparatus which concerns on Embodiment 3. FIG. インジェクタに印加される印加電圧と、インジェクタの開弁応答時間T0を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the applied voltage applied to an injector, and the valve-opening response time T0 of an injector. インジェクタを定電流で制御した場合のインジェクタの開弁応答時間T0を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the valve opening response time T0 of an injector at the time of controlling an injector with a constant current. インジェクタを定電圧で制御した場合のインジェクタの開弁応答時間T0を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the valve opening response time T0 of an injector at the time of controlling an injector by a constant voltage.

符号の説明Explanation of symbols

1 インジェクタ駆動装置
2 ECU(エンジンコントローラユニット)
11 波形発生器
12 比較器
13 AND回路
14 パワートランジスタ
15 オペアンプ(差動増幅器)
21 比較器
22 AND回路
INJ インジェクタ
B バッテリ
R1、R2、R3 抵抗
L1 コイル
1 Injector drive unit 2 ECU (Engine controller unit)
11 Waveform Generator 12 Comparator 13 AND Circuit 14 Power Transistor 15 Operational Amplifier (Differential Amplifier)
21 Comparator 22 AND circuit INJ Injector B Battery R1, R2, R3 Resistance L1 Coil

Claims (7)

バッテリから直接、電力が供給される内燃機関のインジェクタを駆動するインジェクタ駆動装置において、
前記インジェクタを噴射させるための噴射弁信号に同期し、かつ、前記インジェクタに低電圧が印加される場合のインジェクタ電流波形と電流上昇傾向が略等価となる基準電流信号を生成する基準電流信号生成手段と、
前記インジェクタに流れる電流を検出電流信号として検出する電流検出手段と、
前記基準電流信号と前記検出電流信号とを比較して、前記インジェクタの通電を制御する通電制御手段と、
を備えたことを特徴とするインジェクタ駆動装置。
In an injector driving device for driving an injector of an internal combustion engine to which power is directly supplied from a battery,
A reference current signal generating means that generates a reference current signal that is synchronized with an injection valve signal for injecting the injector and that is substantially equivalent to a current rising tendency when a low voltage is applied to the injector. When,
Current detection means for detecting a current flowing through the injector as a detection current signal;
An energization control means for controlling energization of the injector by comparing the reference current signal and the detected current signal;
An injector driving device comprising:
前記基準電流信号は、前記直噴弁信号の立ち上がりから増加傾向を有し、前記直噴弁信号の立ち下がりで立ち下がる波形形状を有することを特徴とする請求項1に記載のインジェクタ駆動装置。   2. The injector driving device according to claim 1, wherein the reference current signal has a waveform shape that has a tendency to increase from a rise of the direct injection valve signal and falls at a fall of the direct injection valve signal. 前記基準電流信号は、第1電流値を超えると当該第1電流値よりも低く設定された第2電流値にステップ状に変化することを特徴とする請求項1または請求項2に記載のインジェクタ駆動装置。   3. The injector according to claim 1, wherein when the reference current signal exceeds a first current value, the reference current signal changes stepwise to a second current value set lower than the first current value. 4. Drive device. 前記基準電流信号は、バッテリ電圧が低電圧でかつ所定の運転条件下で前記インジェクタを通電した際のインジェクタ電流波形と略等価であることを特徴とする請求項1に記載のインジェクタ駆動装置。   2. The injector driving device according to claim 1, wherein the reference current signal is substantially equivalent to an injector current waveform when the battery voltage is low and the injector is energized under predetermined operating conditions. 前記基準電流信号は、前記インジェクタ電流波形を三角波で近似した波形としたことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1つに記載のインジェクタ駆動装置。   The injector driving device according to claim 1, wherein the reference current signal is a waveform obtained by approximating the injector current waveform with a triangular wave. 各気筒のインジェクタに対して、前記基準電流信号生成手段を共通としたことを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれか1つに記載のインジェクタ駆動装置。   The injector driving device according to any one of claims 1 to 5, wherein the reference current signal generating means is made common to the injectors of the respective cylinders. 前記通電制御手段は、前記バッテリ電圧が閾値以下の場合には、定電圧で前記インジェクタの通電を制御することを特徴とする請求項1に記載のインジェクタ駆動装置。   2. The injector driving device according to claim 1, wherein when the battery voltage is equal to or lower than a threshold value, the energization control unit controls energization of the injector with a constant voltage.
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